انتقال الطاقة: الطاقة الكهرومائية النرويجية كمرساة في الاستقرار لشبكة الطاقة الأوروبية

الطاقة الكهرومائية بدلاً من ضخ التخزين: كيف يمكن للنرويج استقرار شبكة الطاقة في أوروبا

يواجه انتقال الطاقة في أوروبا تحديات كبيرة ، لكن المورد الطبيعي يمكن أن يلعب دورًا رئيسيًا لنجاحها: الطاقة الكهرومائية النرويجية. فحص معهد Fraunhofer لإدارة الطاقة وتكنولوجيا الطاقة في المشروع المركب Hydroconnect كيف يمكن لمصدر الطاقة الطبيعي أن يسهم بشكل كبير في تثبيت شبكات الطاقة الأوروبية وفي الوقت نفسه يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى الذاكرة الجديدة المكلفة.

وضع الطاقة الفريد للنرويج في أوروبا

تحتل النرويج موقفا غير عادي في المشهد الأوروبي للطاقة. مع وجود حوالي 90 في المائة من الكهرباء من الطاقة الكهرومائية ، فإن البلد الاسكندنافي في وضع فريد في جميع أنحاء أوروبا. يعتمد هذا الرقم المثير للإعجاب على الموقع الجغرافي الفريد للبلاد مع مضيقها العميق والجبال الحادة وموارد المياه التي لا تنضب. يتم توزيع أكثر من 1600 مصنع للطاقة الكهرومائية في جميع أنحاء البلاد ، والتي تبلغ 385000 كيلومتر مربع أكبر قليلاً من ألمانيا.

حقق إنتاج الطاقة الكهرومائية النرويجية قيمة قياسية تاريخية في عام 2024 مع 157.2 ساعة Terawatt. يتجاوز هذا المبلغ إنتاج الطاقة الكهرومائية الألمانية بثمانية مرات ، على الرغم من أن كلا البلدين قابلين للمقارنة من حيث المساحة. ما يجعل هذه الأرقام جديرة بالملاحظة بشكل خاص هو حقيقة أن النرويج لا تغطي احتياجاتك الخاصة فحسب ، بل تنتج أيضًا فوائض كبيرة للتصدير. تقوم البلاد بالفعل بتصدير حوالي 14 ساعة من Terawatt من الكهرباء وبالتالي فهي أكبر مصدر كهرباء في أوروبا.

تتمتع أنظمة الطاقة الكهرومائية النرويجية بسعة تخزين رائعة في أكثر من 1000 خزان مائي ، والتي يمكن أن تخزن ما يصل إلى 70 في المائة من استهلاك الطاقة السنوي. توفر هذه المتاجر الطبيعية مرونة في بقية العالم عمليات البحث يائسة ، في حين أنها كانت متوفرة في النرويج لعقود.

تحديات انتقال الطاقة الأوروبية

من أجل تحقيق هدف حياد المناخ بحلول عام 2050 ، يجب زيادة معدلات توسيع طاقة الرياح والخلايا الضوئية في أوروبا بأربعة إلى خمس مرات اليوم. ومع ذلك ، فإن هذا التغيير الهائل له تحديات أساسية. تنتج الرياح والشمس الكهرباء التي تعتمد على الطقس ، وليس كما هو مطلوب. يتطلب هذا التقلب حلولًا مرنة يمكن أن تتفاعل بسرعة مع التقلبات بين العرض والطلب.

يؤدي عدم التنبؤ بالطاقات المتجددة حاليًا إلى مشاكل باهظة الثمن. في ألمانيا ، فإن التعويض عن انخفاض توربينات الرياح التي كان لا بد من إيقاف تشغيلها بسبب تكلفة الحمل الزائد للشبكة حوالي 610 مليون يورو في عام 2017. يوضح هذا الموقف الحاجة الملحة لآليات الذاكرة والتعويض المرنة في نظام الطاقة الأوروبي.

قد يكون الأداء المثبت للرياح والطاقة الشمسية في أوروبا أكثر من ثلاثة أضعاف وتنمو إلى أكثر من 1800 جيجاوات بحلول عام 2050. ومع ذلك ، يجب أن تستكمل هذه السعة الضخمة من خلال آليات المرونة المناسبة لضمان نظام طاقة مستقر وموثوق.

Hydroconnect: الأسس العلمية لمستقبل الطاقة

لقد درس المشروع الدولي للمشروع Hydroconnect ، الذي تشارك فيه Sintef Energy Research ، التي تشارك جامعة العلوم والتكنولوجيا النرويجية وجامعة ترينتو بشكل منهجي كيف يمكن أن تساهم الطاقة الكهرومائية النرويجية في حياد المناخ الأوروبي. قام الباحثون بتحليل 15 سيناريوهات مختلفة للعامين 2030 و 2050 ، باستخدام قاعدة بيانات شاملة تضم أكثر من 850 نظامًا للطاقة الكهرومائية وأكثر من 3600 خزان فردي.

النتائج مثيرة للإعجاب: يمكن تقليل توسيع الطاقة الكهرومائية النرويجية من قبل أحد عشر جيجاوات ويمكن تقليل التوسع المقابل للوصل إلى حوالي 70 جيجاوات من السعة الإضافية في الخلايا الكهروضوئية والتحليل الكهربائي وتخزين البطارية. توضح هذه الأرقام القيمة المضافة الجهازية الهائلة ، ونباتات الطاقة الكهرومائية المرنة واتصالها بالأنظمة المجاورة الأوروبية.

استخدم المشروع أدوات النمذجة المتطورة ، ولا سيما تطوير سيناريو نطاق نموذج الطاقة لتحليل سيناريوهات المستقبل المختلفة. لم يتم أخذ الجوانب الفنية في الاعتبار فحسب ، بل تم أيضًا تقييم انبعاثات غازات الدفيئة وأسعار الكهرباء والآثار البيئية على المياه النرويجية بشكل منهجي.

الذاكرة الضخمة: الإمكانات التي تم التقليل من قيمتها في أوروبا

في حين أن الاهتمام غالبًا ما يركز على التقنيات الجديدة ، إلا أن هناك إمكانات ضخمة غير مستخدمة في شكل محطات طاقة تخزين ضخمة. حددت دراسة أوروبية إمكانات مثيرة للإعجاب تبلغ 2،291 ساعة في المواقع المحتملة لمحطات توليد الطاقة المخزنة المضخمة في دولة الاتحاد الأوروبي 15 وكذلك النرويج وسويسرا. أكبر إمكانات هي 1،242 Gigawatt ساعة في جنوب النرويج ، وهو 54 في المائة من الإمكانات الإجمالية.

هذه السعة أعلى بسبع مرات من سعة تخزين المضخة الحالية في أوروبا وستكون كافية لتزويد مالطا بالكهرباء لمدة عام كامل. من أجل تحقيق نفس سعة تخزين الطاقة مع بطاريات الليثيوم أيون ، ستكون هناك حاجة إلى 95 مليون بطارية من السيارات الكهربائية العادية.

تشهد محطات توليد الطاقة التي تم ضخها حاليًا عودة بعد عدم اعتبارها اقتصاديًا. ومع ذلك ، فإن هذا يتغير بسرعة لأنها أصبحت ذات أهمية متزايدة في انتقال الطاقة. التكنولوجيا بسيطة ولكنها فعالة: تضخ الكهرباء الزائدة المياه إلى بحيرات تخزين أعلى ، إذا لزم الأمر ، فهي تتدفق مرة أخرى عبر التوربينات وتولد الكهرباء.

في النمسا ، على سبيل المثال ، تستثمر شبكة مورد الطاقة أكثر من 200 مليون يورو في تحديث محطات توليد الطاقة التي تم ضخها في جبال الألب كارينثيان. تبلغ الآن أنظمة ناتج التوربينات 1.5 جيجاوات ويمكنها تخزين فوائض الكهرباء مؤقتًا لعدة مئات من توربينات الرياح.

الترابط: جسور السلطة في أوروبا

يكمن مفتاح استخدام الطاقة الكهرومائية النرويجية في الوصلات المترابطة التي تسمى SO - الغواصات القوية التي تربط شبكات الطاقة الوطنية. هذه "جسور الطاقة" لا تجعل الشبكات الوطنية أكثر أمانًا فحسب ، بل أيضًا أرخص في الكهرباء في أوروبا.

مثال أبرزه هو NordLink ، الذي قام بتوصيل ألمانيا والنرويج مباشرة منذ أبريل 2021. يمكن أن ينقل كابل الغواصة 623 -كيلومتر ما يصل إلى 1400 ميجاوات وبالتالي توفير أكثر من 3.6 مليون أسرة ألمانية مع الكهرباء. تتم مشاركة تكاليف الاستثمار التي تبلغ حوالي ملياري يورو في أجزاء متساوية بين الشركاء النرويجيين والألمانيين.

المبدأ الوظيفي أنيق: عندما يكون هناك صوف على ساحل بحر الشمال الألماني ، وتقف توربينات الرياح الصامتة ، تدخل نباتات الطاقة الكهرومائية في النرويج. ومع ذلك ، إذا أنتجت ألمانيا الكثير من طاقة الرياح ، فإنها تتدفق إلى النرويج ، بحيث يمكن إغلاق نباتات الطاقة الكهرومائية هناك مؤقتًا. تعمل المضايق النرويجية كـ "ذاكرة افتراضية".

تم توصيل النرويج بالفعل بشبكة الطاقة الأوروبية عبر العديد من الوصلات البينية: مع هولندا عبر Norned (منذ عام 2008) ، مع الدنمارك عبر عدة اتصالات ومع بريطانيا العظمى عبر كابل جديد. تتيح هذه الشبكات استخدام الطاقة الكهرومائية النرويجية المرنة على النحو الأمثل من أجل تعويض التقلبات في الرياح والطاقة الشمسية في البلدان الأخرى.

الحل الكهروضوهيدي الجديد لتقليل التكاليف وتوفير الوقت: xpert.digital

المزيد عنها هنا:

• الحل الكهروضوئي لتقليل الجهد والنفقات

المرونة باعتبارها جوهر انتقال الطاقة

الطاقة الكهرومائية هي المصدر الأكثر مرونة للطاقة المتجددة. على عكس تخزين البطارية ، الذي يمكن أن يوفر الطاقة فقط لفترات زمنية قصيرة ، توفر نباتات الطاقة الكهرومائية المرونة لمجموعة واسعة من الوقت من المللي ثانية إلى المواسم الكاملة. هذه الخاصية تجعلها لبنة بناء لا غنى عنها لاستقرار الشبكة.

يمكن أن تتفاعل الطاقة الكهرومائية النرويجية مع التقلبات في الاحتياجات في غضون دقائق. يمكن أن تصدر الكهرباء إلى حد كبير إذا كان هناك القليل من الرياح والشمس المتاحة في أوروبا ، والعكس بالعكس عندما يكون هناك زيادة في العرض. هذه القدرة تجعل النرويج لاعبًا مركزيًا في سوق الطاقة الأوروبية المحايدة بالمناخ.

تتجاوز مرونة الطاقة الكهرومائية توليد الطاقة الخالصة. يمكن لمحطات الطاقة الكهرومائية توفير خدمات النظام المختلفة ، بما في ذلك قوة التحكم في تربية التردد وتربية الجهد وتعويض الأداء الأعمى. هذه الخدمات ضرورية لتشغيل الشبكة المستقرة ، خاصة مع زيادة نسبة الطاقات المتجددة المتقلبة.

الأبعاد الاقتصادية والسياسية

ومع ذلك ، فإن التكامل المتزايد للطاقة الكهرومائية النرويجية في أسواق الكهرباء الأوروبية يجلب أيضًا تحديات. يختبر السكان النرويجيون ارتفاع أسعار الكهرباء ، في حين يتم تصدير كميات كبيرة من الكهرباء. وقد أدى هذا الوضع إلى توترات سياسية وحتى ساهم في استراحة الحكومة النرويجية.

ينتقد حزب المركز الحرجة للاتحاد الأوروبي وغيرها من الأطراف أن الأسر النرويجية يجب أن تدفع أسعار كهرباء أعلى لأن احتياطيات الطاقة الكهرومائية تباع في الخارج. متطلبات الاتحاد الأوروبي تقيد سيطرة النرويج على هذه الاحتياطيات. حتى أن وزير المالية النرويجي ألقى باللوم على سياسة طاقة الاتحاد الأوروبي في الانهيار الحكومي.

على الرغم من هذه التحديات السياسية ، تظل المزايا الاقتصادية للتكامل كبيرة. إن التوسع من قبل أحد عشر جيجاوات من الطاقة الكهرومائية والوصلات البينية الجديدة يقلل من تكاليف النظام ، ويشبه أسعار الكهرباء وتراجع ذروت الأسعار في انخفاض طاقة الرياح والطاقة الشمسية. تُظهر التحليلات أن المزيد من طاقة الرياح تزيد من صادرات الكهرباء النرويجية وتساعد على تثبيت النظام الأوروبي.

تخزين الطاقة الافتراضية والحلول اللامركزية

بالإضافة إلى نباتات الطاقة الكهرومائية الكبيرة ، فإن تخزين الطاقة الافتراضية يعطي أيضًا أهمية. هذه الشبكة الآلاف من وحدات التخزين الصغيرة في نظام ذكي كبير. في ألمانيا ، على سبيل المثال ، قامت شركة Sonnen بالفعل بتوصيل 25000 بطارية بمحطة توليد طاقة افتراضية بسعة 250 ميجاوات.

هذه الحلول اللامركزية تكمل محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة تمامًا. بينما توفر النرويج ثباتًا طويلًا على المدى الطويل مع الطاقة الكهرومائية ، يمكن لمحطات الطاقة الافتراضية أن تتفاعل بسرعة مع التقلبات المحلية وتخفيف شبكة التوزيع. يخلق مزيج من الطاقة الكهرومائية النرويجية المركزية وحلول التخزين اللامركزية نظام طاقة قوي ومرن.

الآثار البيئية والاستدامة

تلعب الطاقة الكهرومائية في أوروبا دورًا رئيسيًا لنظام الطاقة المستدام. يوفر كميات كبيرة من الكهرباء المنخفضة الكربون بتكاليف منخفضة ويحد من النفقات الاجتماعية لتطوير نظام الطاقة المحايد للمناخ. أكدت لجنة الاتحاد الأوروبي صراحة أهمية الطاقة الكهرومائية للصفقة الخضراء الأوروبية وأدركت أنها لا غنى عنها كمصدر مرن يمكن التحكم فيه للطاقة المتجددة.

توفر الخزانات المقاومة للماء مزايا إضافية تتجاوز توليد الكهرباء: فهي تؤمن توافر المياه لحماية الفيضانات والري وإمدادات المياه والاسترخاء. هذه الوظائف المتعددة تجعل الطاقة الكهرومائية موردًا قيمًا بشكل خاص في أوقات تغير المناخ.

كما فحص مشروع Hydroconnect التأثير البيئي على الخزانات النرويجية وأنظمة الأنهار. يجمع المشروع متعدد التخصصات بين الأرصاد الجوية وتحليل الطاقة والبحوث البيئية لربط بيانات الطقس وتوليد الكهرباء والعوامل البيئية مثل تكوين دمعة الجليد في الخزانات.

الطاقة الكهرومائية في أوروبا: لا تزال 47 في المائة إمكانات غير مستخدمة

وجهات نظر الطاقة الكهرومائية الأوروبية واعدة. إمكانات الطاقة الكهرومائية الاقتصادية في أوروبا ، والتي لم يتم تطويرها بعد ، هي 47 في المائة من الإمكانات التي يمكن الوصول إليها تقنيًا. خاصة في جبال الألب ، والدوكندبية وجبال البرانس ، لا تزال هناك إمكانيات غير مستخدمة كبيرة.

يعتبر تحديث نباتات الطاقة الكهرومائية الحالية واحدة من أكثر الفرص فعالية لزيادة إنتاج الكهرباء وفي الوقت نفسه تقليل التلوث البيئي. تقنيات جديدة مثل معدلات الماكينة التي يتم التحكم فيها بالسرعة تجعل نباتات الطاقة الكهرومائية أكثر مرونة وكفاءة.

أوروبا هي أيضا رائدة لمفاهيم الطاقة الكهرومائية المبتكرة. تقوم مشاريع مثل Alpheus بتطوير السدود الخارجية الدائرية التي تستخدم مياه البحر كمتاجر للطاقة. في المستقبل ، يمكن أن تخلق هذه قدرات تخزين إضافية تتوافق مع آلاف البطاريات.

ستوفر رقمنة وشبكات الشبكات مصانع الطاقة الكهرومائية اللامركزية لمزيد من المرونة ، خاصة على مستوى شبكة التوزيع. في الوقت نفسه ، ستضمن مساعدات الأسماك الذكية مثل حزام الطاقة الكهرومائية المائية أن الطاقة الكهرومائية تلبي المتطلبات البيئية أيضًا.

الأهمية المنهجية لحياد المناخ

ستظل الطاقة الكهرومائية النرويجية مكونًا رئيسيًا لنظام الطاقة المحايد للمناخ في أوروبا في المستقبل. تُظهر تحليلات مشروع Hydroconnect بوضوح مصانع الطاقة المائية المرنة ذات القيمة المضافة الجهازية واتصالها بالأنظمة المجاورة الأوروبية.

يمكن أن يؤدي التوسع في مصانع التخزين الأقل الضخ الجديدة إلى توسيع الأداء المتعدد للتقنيات الأخرى غير الضرورية. هذا الاكتشاف أمر أساسي لسياسة الطاقة: بدلاً من الاعتماد فقط على التقنيات الجديدة ، يجب على أوروبا استخدام قدرات التخزين الطبيعية الحالية على النحو الأمثل.

يخلق مزيج من الطاقة الكهرومائية النرويجية والذاكرة المحدثة والمترابطة الذكية نظام طاقة مستقر وبأسعار معقولة. تشكل هذه البنية التحتية العمود الفقري للتكامل الناجح لقدرات الرياح والطاقة الشمسية النامية على نطاق واسع في أوروبا.

مع وجود عدد قليل من الاستثمارات المستهدفة في التواصل وتحديث قدرات الطاقة الكهرومائية الحالية ، يمكن لأوروبا اتخاذ خطوة حاسمة نحو حياد المناخ دون تعريض أمان العرض أو القدرة على تحمل التكاليف. تثبت الطاقة الكهرومائية النرويجية أنها مرساة الاستقرار الطبيعي الذي تحتاجه أوروبا بشكل عاجل لنقل الطاقة الناجحة.

☑️ البناء والمشورة بشأن الأنظمة الكهروضوئية في المساحات المفتوحة

☑️ تخطيط الحدائق الشمسية. ☑️ تنفيذ الطاقة الشمسية الضوئية

☑️ أنظمة الطاقة الشمسية الخارجية ذات الحلول ذات الاستخدام المزدوج

Xpert.Solar هي شريكك المثالي للتخطيط والاستشارة وتنفيذ البناء للأنظمة الكهروضوئية المثبتة على الأرض والمشاريع الكهروضوئية الزراعية نظرًا لسنواتنا العديدة من الخبرة والخبرة في صناعة الطاقة الشمسية. لدى Xpert.Solar فريق من المهنيين ذوي الخبرة الذين يقدمون حلولاً مخصصة للمزارعين والمستثمرين. بدءًا من تحليل الموقع مرورًا بالمشورة المالية والقانونية وحتى التنفيذ الفني والمراقبة، تدعم Xpert.Solar عملائها بشكل احترافي وموثوق لضمان التنفيذ الناجح والمستدام.

كونراد ولفنشتاين

سأكون سعيدًا بالعمل كمستشار شخصي لك.

يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أدناه أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) .

إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

تعد Xpert.Digital مركزًا للصناعة مع التركيز على الرقمنة والهندسة الميكانيكية والخدمات اللوجستية/اللوجستية الداخلية والخلايا الكهروضوئية.

من خلال حل تطوير الأعمال الشامل الذي نقدمه، فإننا ندعم الشركات المعروفة بدءًا من الأعمال الجديدة وحتى خدمات ما بعد البيع.

تعد معلومات السوق والتسويق وأتمتة التسويق وتطوير المحتوى والعلاقات العامة والحملات البريدية ووسائل التواصل الاجتماعي المخصصة ورعاية العملاء المحتملين جزءًا من أدواتنا الرقمية.

يمكنك معرفة المزيد على: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus